镍钼酸盐@双金属有机框架协同构筑高性能超级电容器电极的创新研究

针对超级电容器电极材料导电性与循环稳定性难以兼顾的问题，研究人员通过水热-电化学沉积法构建NiMoO4@Ni0.5Co-MOF/CC复合电极，实现电荷转移电阻从5.4Ω降至2.5Ω，能量密度达146 Wh·kg?1。该研究为金属氧化物与MOFs复合材料的可控合成提供了新范式。

　　

随着全球能源危机与环境问题日益严峻，开发高效清洁的储能技术成为科研界焦点。超级电容器作为介于传统电容器与蓄电池之间的储能器件，凭借快速充放电和长循环寿命优势备受关注。然而，其核心电极材料面临两难困境：高导电性的金属氧化物（如NiMoO₄）在充放电过程中易发生体积膨胀导致结构坍塌，而具有优异稳定性的金属有机框架（MOFs）却因导电性差制约性能突破。如何通过材料设计实现"鱼与熊掌兼得"，成为该领域的关键科学问题。

针对这一挑战，浙江大学的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表创新成果。他们巧妙采用"核壳结构"设计理念，通过水热法在碳布（CC）上生长镍钼酸盐（NiMoO₄）纳米片阵列作为导电骨架，再通过电化学沉积包覆Ni_0.5Co双金属MOF外壳，成功制备出NiMoO₄@Ni_0.5Co-MOF/CC复合电极。这种"刚柔并济"的结构既保留了NiMoO₄的高导电特性（电荷转移电阻低至2.5Ω），又通过MOF的限域效应抑制了活性物质的体积膨胀，解决了传统材料在强碱电解液中结构不稳定的痛点。

研究团队主要运用三项关键技术：水热合成法构建NiMoO₄纳米片阵列基底、恒电位电沉积调控Ni/Co比例制备双金属MOF壳层、三电极体系测试电化学性能。通过系统优化沉积电压（1.0-1.8V）和金属离子配比（Ni:Co=0.5:1），实现了材料结构与性能的精准调控。

【Results and discussion】部分揭示：

1. 形貌表征显示NiMoO₄纳米片呈垂直阵列排布（厚度约50nm），为MOF生长提供理想模板；XRD证实成功构建NiMoO₄/Ni_0.5Co-MOF异质结构。
2. 电化学测试表明复合电极在1A·g^-1电流密度下比电容达1210F·g^-1，较纯MOF提升近3倍；5000次循环后容量保持率91%，显著优于单一组分材料。
3. 组装的柔性超级电容器在1.6V工作电压下，能量密度达146Wh·kg^-1（功率密度2969W·kg^-1），优于多数报道的MOF基器件。

【Conclusion】部分指出：该研究开创性地将水热法与电沉积法结合，通过NiMoO₄与双金属MOF的协同效应，同时攻克了导电性提升与结构稳定性增强两大难题。特别值得注意的是，电沉积法避免了传统MOF制备所需的高温高压条件，为大规模生产提供了可能。这项成果不仅为高性能超级电容器电极设计提供了新思路，其"导电骨架+活性外壳"的策略也可拓展至锂电、催化等领域，具有重要的产业化应用前景。